Тепловизор своими руками
При помощи этого устройства можно обнаружить различные нарушения в теплоизоляции кровли еще до того, как реки воды польются с потолка во время проливного дождя.
А ведь ни для кого не секрет, сколько неприятностей нам доставляют чернеющие потолки и запах сырости, появившийся у нас дома. Всего этого можно избежать, если регулярно проводить энергоаудит своего жилища.
Однако тут возникает новая проблема: где взять тепловизор. Это достаточно дорогостоящее оборудование, поэтому не каждый его обладатель согласится отдать его даже на время в чужие руки.
Допустим, если вы профессиональный строитель и этот прибор приобретаете для профессионального использования, то, конечно, он со временем окупит себя.
Но если вы к строительству не имеете никакого отношения, но считаете проведение постоянного энергоаудита своего жилья важной стратегической задачей, то вам лучше сделать тепловизор своими руками.
Обойдется такое устройство гораздо дешевле, но при этом качество его работы будет ничуть не хуже, чем у покупного прибора.
Делаем тепловизор своими руками
Сделать самодельный тепловизор – задача не самая сложная, а при наличии элементарных знаний по физике и навыков паяния ее и вовсе можно назвать пустяковой. Давайте с вами сначала разберемся, что же на самом деле представляет собой это устройство?
Тепловизор – это устройство, применяемое для измерения распределения температуры на какой-либо поверхности бесконтактным способом.
Как правило, это устройство оснащено дисплеем, на котором отображается тепловая карта в виде цветового изображения, на которой красный цвет, отображает высокотемпературные участки, а черный либо синий указывают температуру объекта.
Стоят такие приборы очень дорого, примерно несколько тысяч долларов, а поэтому это устройство гораздо проще сделать собственными руками, чем купить.
Готовые приборы позволяют определять температуру стационарных и движущихся объектов в режиме реального времени, в то время как движущиеся объекты нас не интересуют и мы собираемся изготовить прибор только для проведения энергоаудита жилища.
Сканирование объекта нашим прибором будет занимать около минуты, и использовать его можно будет только для исследования статистических объектов.
Необходимые элементы для сборки прибора
В устройстве прибора будут использованы два сервопривода, для перемещения по вертикали и по горизонтали, а также необходимый для обработки и дальнейшей передачи полученных данных в ПК контроллер Arduino.
Также понадобится лазерный модуль либо лазерная указка, необходимые для выделения зоны сканирования, модуль бесконтактного датчика температуры MLX90614-BCI, поворотное устройство, штатив, веб-камера (необязательно новая), два резистора на 4.7кОм и корпус для самодельного тепловизора.
Назначение веб-камер
Веб-камера в приборе будет являться источником исходной картинки. Проще говоря, она будет представлять собой своего рода видоискатель области сканирования. Для этих целей может быть использована любая веб-камера вне зависимости от производителя.
При выборе видоискателя единственный параметр, которым следует руководствоваться, это ее размеры: чем меньше, тем лучше. Однако и значительные размеры устройства не являются такой уж проблемой, так как всегда можно снять с веб-камеры корпус, тем самым уменьшив ее размеры.
Крепления и сервоприводы
При выборе этих элементов также особых ограничений нет. Всего для создания тепловизора нам понадобится два сервопривода. Первый будет отвечать за движение по вертикали, а второй – по горизонтали. Однако при выборе сервоприводов есть один нюанс.
Учитывая, что на сервоприводе, отвечающем за горизонтальное перемещение, будет держаться и вертикальный привод, а также веб-камера, желательно, чтобы первый привод был более мощным, чем второй. Однако если у вас имеются два сервопривода с одинаковой мощностью, они вполне могут быть использованы при создании этого прибора.
В оригинале крепления для сервоприводов называются не иначе как поворотно-наклонный механизм или просто серво-кронштейн.
Крепление нижнего сервопривода будет выполняться к штативу либо другому какому-то основанию, его заменяющему. Туда же необходимо будет закрепить и лазерный модуль или указку.
К вертикальному сервоприводу следует прикрепить веб-камеру, а также датчик MLX90614 при помощи клея и мелких деталей от детского металлического конструктор либо запчастей от вышедшего из строя электросчетчика.
Температурный датчик MLX90614-BCI
Следует сразу заметить, что найти этот конструктивный элемент – задача не из легких, а, наоборот, даже очень трудновыполнимая. Помимо того, что найти этот датчик фактически невозможно, его еще можно назвать самой дорогой деталью самодельного устройства.
При приобретении температурного датчика следует обратить внимание на последние буквы его названия. Наличие в названии датчика аббревиатуры BCI свидетельствует о том, что он имеет насадку, обеспечивающую узкое поле зрения.
Скетч для Arduino, а также все необходимое программное обеспечение для полноценной обработки данных сканирования можно без проблем найти и скачать в интернете.
Многие счастливые обладатели самодельного тепловизора утверждают, что для ускорения работы устройства необходимо дополнительно настроить датчики с помощью специального скетча.
Но это не всегда работает, так как иногда после настройки датчики начинают выдавать ложные температурные значения. Поэтому проводить или нет дополнительную настройку температурных датчиков, решать только вам.
Заключительный этап
После выполнения сборки всех схем, устройство необходимо поместить в заранее приготовленный корпус и закрепить его на штативе.
В виде корпуса для тепловизора вполне подойдет пластиковая упаковка из-под подходящего по размеру автомобильного освежителя воздуха (либо какая-то другая пластмассовая коробка), которую можно легко закрепить на штативе.
Также для улучшения качества съемки темных мест можно дополнительно закрепить на штативе обычный фонарик.
Использование самодельного тепловизора
В связи с тем, что этот прибор очень много времени тратит на сканирование, он не может использоваться для проведения энергоаудита в производственных целях, но вполне может применяться в частной практике.
Также его использование целесообразно при необходимости выявления нагрева электрических проводов, различных соединений и силовых сборок. Основным неудобством этого прибора является то, что он может использоваться только вместе с компьютером.
Тепловизор, сделанный своими руками, позволит вам не только сэкономить семейный бюджет на покупке нового устройства, но и станет отличным помощником в решении многих хозяйственных вопросов. Сегодня тепловизорный контроль является одним из наиболее эффективных способов выявления различных строительных дефектов.
Однако ввиду высокой стоимости этого прибора купить его могут только крупные строительные фирмы. Но при этом сделанный тепловизор своими руками может вполне подойти для работы в домашних условиях и даже с успехом использоваться небольшими строительными бригадами.
Так зачем платить огромные деньги, если сделанный тепловизор своими руками может вполне справиться с возложенной на него задачей по выявлению различных строительных недочетов?!
Это должен знать каждый строитель:
Тепловизор своими руками из фотоаппарата
Наверное, многие смотрели фильм «Хищник» и немного завидовали способности видеть тепловое излучение, как пресловутый инопланетянин. Оказывается, не только на охоте можно пользоваться этой фишкой, а ещё во многих сферах производства и медицины. И не такое уж дорогое это удовольствие — тепловизор, а смастерить его своими руками можно даже из фотоаппарата а-ля мыльница. Как это сделать, и где девайс можно применить — тема сегодняшней статьи.
Для чего можно использовать тепловизор
Помимо спецэффектов в фантастических фильмах, прибор находит следующее применение:
Помимо перечисленного, тепловизор находит применение в астрономических телескопах, при ветеринарном контроле и в системах ночного вождения. Словом, спектр его применения точно не ограничивается охотой.
Принцип работы прибора
Не вдаваясь в дебри физики, поведаю: все тела температурой выше абсолютного нуля излучают тепло. В среднем инфракрасном диапазоне (7-14 мкм), не видимом человеческим глазом, максимальная степень излучения у тел температурой от -50 до +50 градусов. На дисплее тепловизора отражается цветная картинка перепада температур изучаемой поверхности. Градация цвета происходит в диапазоне цветов радуги от фиолетового к красному, в зависимости от степени нагрева поверхности.
Для некоторых производственных процессов интересны температуры в несколько сотен градусов. Длина волны у излучения в этом спектре меньше — 3-7 мкм. Но по принципу действия используемые для замеров приборы, независимо от рабочих температур, полностью идентичны.
Если тело имеет температуру порядка тысячи градусов, вспомогательные девайсы уже не нужны, свечение видно невооружённым глазом.
Работа прибора включает три основных этапа:
Современные устройства позволяют производить такие преобразования и получать изображения практически без задержки, в реальном времени.
Как переделать фотоаппарат в тепловизор
Вообще-то, переделывать ничего особо и не придётся. Изначально матрица фотоаппарата воспринимает инфракрасное излучение. Другое дело, что заводы-изготовители ставят в них так называемые тепловые фильтры, которые отражают либо поглощают попадающее на их поверхность ИК-излучение.
По-другому этот фильтр называют тепловое зеркало, в буржуйском исполнении — «hot mirror». В результате воспринимаемый матрицей фотоаппарата спектр становится примерно идентичным тому, что видит человеческий глаз.
Если извлечь из фотоаппарата ИК-фильтр, он начнёт работать как тепловизор. Можно (но не обязательно) установить вместо него фильтр видимого спектра. Как показывает практика, особой роли он не играет и на работу прибора влияния практически не оказывает.
Помимо фотоаппарата, подопытными (или жертвами — как процесс пойдет) для изготовления чудо-девайса могут послужить:
Описывать технологию их переделки не буду, поскольку это уже совсем другая история. Да и технология доработки сложнее, а затрат — на порядок больше.
Как сделать тепловизор из фотоаппарата: как переделать, видео
Тепловизор из фотоаппарата своими руками можно сделать без особенного опыта, если четко следовать инструкции. Фактически техника не нуждается в доработке, наоборот, ее нужно избавить от лишних элементов.
Для чего можно использовать самодельный тепловизор
Любые живые и неживые объекты с температурой поверхности выше нуля излучают тепло. Различить его невооруженным взглядом нельзя, поскольку речь идет о свечении в инфракрасном диапазоне. Но зато увидеть такое излучение позволяет специальный прибор — тепловизор. Он предоставляет цветную картинку, где теплые объекты выделены цветами от фиолетового до красного в зависимости от конкретной температуры.
Стоимость профессиональных тепловизоров довольно высокая, но полезный прибор можно сделать самостоятельно из старой техники, например, из цифрового фотоаппарата.
Тепловизор может пригодиться для нескольких целей.
Также устройства инфракрасного спектра применяют в машиностроении, металлургии, в медицине и при спасательных операциях. Но здесь речь идет уже о профессиональных приборах с высоким уровнем надежности и расширенным функционалом.
Как сделать тепловизор из цифрового фотоаппарата своими руками
Сделать тепловизор из старого фотоаппарата довольно просто, поскольку модернизировать устройство фактически не придется. Матрица фототехники изначально способна воспринимать инфракрасное излучение.
Фотоаппарат для изготовления тепловизора берут цифровой, в слишком старых моделях нужной матрицы нет
Но поскольку для создания снимков такая функция не нужна, еще на заводе в девайс устанавливают тепловой фильтр, отражающий или поглощающий ИК-спектр. В результате на экране фотоаппарата пользователь видит только то, что и так воспринимает человеческий глаз. Таким образом, для превращения девайса в тепловизор достаточно просто извлечь ИК-заглушку.
Подготовка материалов и инструментов
Чтобы сделать тепловизор из старого фотоаппарата, понадобится подготовить некоторые инструменты и расходные материалы:
Расходные материалы и инструменты дешевые и доступные, приобрести их можно на радиорынке или через Интернет.
Как переделать фотоаппарат в тепловизор
Переделка фотоаппарата в тепловизор не представляет особенных сложностей, если следовать проверенному алгоритму:
Необходимо отметить, что самодельный тепловизор на основе старого фотоаппарата не будет обладать высокой чувствительностью. Яркой и контрастной цветной картинки он не даст, и использовать его для измерения температуры не получится. Но предоставлять отчетливое изображение в полной темноте домашний прибор сможет, и инфракрасное свечение достаточно мощных объектов, расположенных вблизи, тепловизор тоже зафиксирует.
Заключение
Тепловизор из фотоаппарата своими руками по функциональности сильно уступит покупному. Но в ближнем инфракрасном спектре он работать будет и особенно хорошо станет действовать в качестве прибора ночного видения.